(57)【要約】 【課題】  高い測定精度で測定可能に、検出器を支持することができる検出器支持装置を提供する。【解決手段】  検出器取付部３４の外表面は、前縁３４ａを除く位置に、流線からずれた流線変化面部５０，５１を有する。この流線変化面部が形成されることによって、剥離点を一定の位置に存在させることができ、剥離点が変動することを防ぐことができる。また検出器取付部３４は、基部３３に比べて、前縁と後縁との間の寸法Ｗ３４が小さく形成され、流体から受ける力である揚力が小さく、流体の流れの方向に対する前後方向の角度位置が変化して揚力が変化したとしても、その揚力の変動幅を小さく抑えることができる。このように剥離点の変動を防止し、揚力の変動を小さくすることができるので、測定結果にヒステリシスが現れることを防ぐとともに、検出器取付部３４の振動を防止して、高い測定精度で測定することが可能になる。【選択図】      図１
2006017586.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体中に設けられ、流体の流れの状態を検出するための検出器を支持する検出器支持装置であって、
検出器が取付けられる検出器取付部であり、外表面が、前縁から後縁に向けて、大略的に流線形状であり、前縁を除く位置に、流線からずれた流線変化面部を有する検出器取付部を含むことを特徴とする検出器支持装置。
【請求項２】
前縁と後縁とを結ぶ線に沿う前後方向と流体の流れの方向との成す角度に関わらず、前記流線変化面部に剥離点が存在することを特徴とする請求項１記載の検出器支持装置。
【請求項３】
前記検出器取付部は、取付部本体と、取付部本体に外方に突出して設けられる剥離点固定部材とを有し、
剥離点固定部材によって、前記流線変化面部が形成されることを特徴とする請求項２記載の検出器支持装置。
【請求項４】
前記検出器取付部は、断面形状が略楕円形状の後縁側部分を切除した形状に形成され、前記流線変化面部は、後縁に形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の検出器支持装置。
【請求項５】
前縁と後縁とを結ぶ線に沿う前後方向の寸法は、検出器による検出結果を伝送するための伝送路が形成可能である可及的に小さい寸法であることを特徴とする請求項４記載の検出器支持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体中に設けられ、流体の流れの状態を検出するための検出器を支持する検出器支持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１９は、従来の技術の検出器支持装置（以下「支持装置」という場合がある）１を簡略化して示す断面図である。図２０は、検出器支持装置１を備える風洞試験設備２を示す正面図である。図１９は、図２０の切断面線Ｓ１９−Ｓ１９から見た断面を示し、内部の管路などは図示を省略する。たとえば航空機の翼などの空力特性を求めるために、その航空機の模型３を、風洞４によって基準流れの方向７へ流れるように発生された空気流（以下「気流」という場合がある）中に設け、模型３の翼３ａの後方に設定した測定位置に、圧力検出装置のプローブ５を配置して圧力を測定して係数化し、その圧力係数から測定位置における空気の流れの方向、流速および総圧を含む流れの状態を求めている。つまり翼３ａによる空気の流れの方向の変化、流速の変化および総圧の変化を含む流れの状態の変化を測定している。
【０００３】
具体的には、流れの方向、流速および総圧が既知である状態で、たとえば模型３ａを設けていない状態で、流れの方向に対するプローブ５の姿勢角β０と圧力係数Ｃｐ０との関係、流速と圧力係数Ｃｐとの関係、総圧と圧力係数Ｃｐとの関係を、予め較正試験によって求めておく。そして模型３ａを設けた状態で測定して求めた圧力係数を、較正試験の結果に照合してプローブ５の姿勢角β０を求めて測定位置における空気の流れの方向を求めるとともに、測定位置における流速および総圧を求めている。このような測定に用いられるプローブ５を支持するために、支持装置１が用いられる。
【０００４】
支持装置１は、断面形状が流線形状である略楕円形状であり、その長軸方向を基準流れの方向７と平行になるように配置して設けられる。この支持装置１の前縁部１ａから基準流れの方向７上流側に突出する状態でプローブ５が取付られている。
【０００５】
他の従来の技術として、たとえば特許文献１に示される風洞試験用スティングが知られている。このスティングは、その先端部で、模型に掛かる力およびモーメントを計測する天秤を介して模型を支持するための装置である。さらにこのスティングは、芯材を外皮材で覆い、芯材と外皮材との間に振動を減衰させる樹脂材が設けられ、振動を減衰させることができるように構成されている。
【０００６】
また他の従来の技術として、たとえば特許文献２に示される風洞試験装置が知られている。この風洞試験装置は、計測装置が取付けられるスティングが、直交する３軸方向へ変動可能に設けられ、このスティングを遠隔操作で変動させることができるように構成されている。これによって風洞の外での操作によって、計測装置を所望の計測位置に設置することが可能になり、作業性を向上することができる。
【０００７】
【特許文献１】特開平８−７５５９６号公報
【特許文献２】特開平７−１０３８４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図２１は、従来の技術の検出器支持装置１における姿勢角の変化方向による剥離点８の差異を示すための断面図である。図２２は、従来の技術の検出器支持装置１を用いた較正試験の結果の一例を示すグラフである。図２２において、横軸は、プローブの姿勢角β５を示し、縦軸は、圧力係数Ｃｐ５を示す。
【０００９】
検出器支持装置１は、断面形状が略楕円形状であって全体にわたって流線形状であるので、空気の流れの方向９に対する姿勢角が同一の角度位置にあっても、図２１（１）に示すように姿勢角（絶対値）を大きくする方向に姿勢角を変化させながら前記角度位置に至った場合と、図２１（２）に示すように姿勢角（絶対値）を小さくする方向に姿勢角を変化させながら前記角度位置に至った場合とで、剥離点８の位置が、異なる。このように剥離点の位置が異なると、プローブ５の周囲の流れの状態も異なり、図２２に示すように、破線で囲った領域１０、具体的には姿勢角β５が±２０度前後の領域で、ヒステリシスを有してしまう。このような剥離点８の差異は、較正試験だけで生じるのではなく、較正試験後の測定時においても生じる。したがって測定精度が低くなってしまう。
【００１０】
図２３は、従来の技術の検出器支持装置１を、剥離点８の変動を説明するために簡略化して示す断面図である。また風洞４によって、流速および流れの方向が全く変化しない完全に安定した気流を発生させることは困難であり、流速が変化するなど、気流の状態が変化する。このように気流の状態が変化すると、略楕円形状である検出器支持装置１では、前記楕円の短軸方向両側における剥離点の位置が、変動範囲１３内で前後に振動変位する。このように剥離点が変位すると、前記短軸方向両側の圧力分布が変化し、前記短軸方向に働く力が時間的に変化して振動してしまう。
【００１１】
図２４は、従来の技術の検出器支持装置１を、揚力１５を説明するために簡略化して示す断面図である。検出器支持装置１は、固定部材１６に固定される基部１７およびプローブ５が取付けられる検出器取付部１８にわたって一様な断面形状に形成され、空気から圧力を受ける受圧面積が大きく、これによって発生する揚力１５が大きい。この揚力１５は、流れの方向９に対する姿勢角が変化すると、これに応じて変化する。このように揚力１５が変化することによってもまた、検出器支持装置１は、加振される。検出器支持装置１では、振動の発生によって、測定位置が変化したり、プローブ５の周囲の流れの状態を変化させて測定結果に悪影響を与えてしまう。
【００１２】
このように従来の技術の検出器支持装置１は、ヒステリシスの発生と、振動の発生とによって、測定精度を低下させてしまう。したがって高い測定精度で測定可能に、検出器を支持する支持装置が望まれている。
【００１３】
特許文献１に示されるスティングは、振動を減衰させることはできるが、振動の発生を防止する構成ではなく、あくまで振動発生後に減衰させる構成であり、高い測定精度での測定を可能にすることはできない。また特許文献２に示される装置は、計測装置を遠隔操作で変動させることはできるが、振動の発生を防止することができるように構成されていない。このようにいずれの特許文献の技術も、検出器支持装置１の課題を解決できるものではない。
【００１４】
本発明の目的は、高い測定精度で測定可能に、検出器を支持することができる検出器支持装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、流体中に設けられ、流体の流れの状態を検出するための検出器を支持する検出器支持装置であって、
検出器が取付けられる検出器取付部であり、外表面が、前縁から後縁に向けて、大略的に流線形状であり、前縁を除く位置に、流線からずれた流線変化面部を有する検出器取付部を含むことを特徴とする検出器支持装置である。
【００１６】
本発明に従えば、検出器が取付けられる検出器取付部を有し、この検出器取付部は、外表面が、前縁から後縁に向けて、大略的に流線形状に形成されている。これによって検出器支持装置を流体中に設けたとき、検出器取付部において、流体は、基本的に、検出器支持装置の表面に沿って流れる。したがって流体ができるだけ円滑に流れるようにして、流体の流れに対する抵抗を小さくすることができる。このように抵抗を小さくすれば、検出器取付部に働く荷重を小さくし、検出器取付部をできるだけ小形にすることができ、しかも検出器の周囲の流れの状態を不所望に乱してしまうことがない。
【００１７】
この検出器取付部の外表面は、前縁を除く位置に、流線からずれた流線変化面部を有する。この流線変化面部が形成されることによって、検出器取付部の外表面に沿って流れる流体の境界層が流線変化面部で剥離し易くなる。したがって検出器取付部において、流線変化面部が剥離点となり、剥離点の変動を防止して剥離点を一定の位置に存在させることができる。さらに加えて、流線変化面部が後縁に形成される場合、後縁まで流線形状とする構成に比べて後縁側部分を切除した形状とすることが可能であり、前後方向の寸法を小さくすることができる。
【００１８】
このように剥離点を一定位置に存在させることができるので、検出器取付部が流れの方向に対する角度位置を変化させる方向の違いによる剥離点の位置の異なり、および検出器取付部の振動を防止することができる。さらに前後方向の寸法を小さくすることができる場合、流体から受ける揚力が小さくなり、この揚力の変動に伴う振動を防止することができる。
【００１９】
検出器取付部が流れの方向に対する角度位置を変化させる方向の違いによって、剥離点の位置が異なると、検出器による検出結果が変化し、たとえば測定結果がヒステリシスを有してしまうなど、測定精度が低下する。また検出器取付部が振動すると、検出器の位置が変化するとともに、検出結果も変化してしまう。検出器の位置が変化することは、測定位置が変化することである。したがって検出器取付部の振動によって測定位置および測定結果が変化することになるので、測定精度が低下してしまう。このような測定精度を低下させる原因を、剥離点の固定および前後方向寸法の縮小化によって達成することができる。したがって検出器支持装置は、高い測定精度で測定可能に、検出器を支持することができる。
【００２０】
また本発明は、前縁と後縁とを結ぶ線に沿う前後方向と流体の流れの方向との成す角度に関わらず、流線変化面部に剥離点が存在することを特徴とする。
【００２１】
本発明に従えば、前後方向と流体の流れの方向との成す角度に関わらず、流線変化面部に剥離点が存在する。これによって流体の流れの方向と前後方向との成す角度が変化しても剥離点が同一位置にあるので、従来の技術のように、検出器取付部が流れの方向に対する角度位置を変化させる方向の違いによって、剥離点が異なることはない。これによって検出器の周囲の流れの状態が変化して検出器による検出結果が変化し、測定結果がヒステリシスを有してしまうことがない。したがって高い測定精度で測定することが可能になる。
【００２２】
また本発明は、前記検出器取付部は、取付部本体と、取付部本体に外方に突出して設けられる剥離点固定部材とを有し、
剥離点固定部材によって、前記流線変化面部が形成されることを特徴とする。
【００２３】
本発明に従えば、取付部本体に剥離点固定部材を設けることによって、流線変化面部を形成することができる。これによって大略的に流線形状であって、流線変化面部を有する外表面形状の検出器取付部を、容易に実現することができる。
【００２４】
また本発明は、前記検出器取付部は、断面形状が略楕円形状の後縁側部分を切除した形状に形成され、前記流線変化面部は、後縁に形成されることを特徴とする。
【００２５】
本発明に従えば、検出器取付部が、断面形状が略楕円形状の後縁側部分を切除した形状とされ、後縁まで流線形状となる略楕円形状の場合に比べて、前縁と後縁との寸法、言い換えるならば前後方向の寸法が小さく形成されている。したがって検出器取付部は、前後方向に対して交差する方向に流体から受ける力である揚力が小さく、流体の流れの方向に対する前後方向の角度位置が変化して揚力が変化したとしても、その揚力の変動幅を小さく抑えることができる。この揚力の変動は、検出器取付部が振動する要因の１つであるが、この揚力の変動を小さく抑えることによって、検出器取付部の振動を防止することができるようになる。また後縁に流線変化面部が形成され、気流の状態の変化に伴う剥離点の変動が防止される。これによって検出器取付部が周囲の流体から受ける力の変化を防止して、振動を防止することができる。このように検出器取付部が振動することを防止することができ、高い測定精度で測定することが可能になる。
【００２６】
また本発明は、前縁と後縁とを結ぶ線に沿う前後方向の寸法は、検出器による検出結果を伝送するための伝送路が形成可能である可及的に小さい寸法であることを特徴とする。
【００２７】
本発明に従えば、前後方向寸法が可及的に小さく形成されるので、検出器取付部が受ける揚力を可及的に小さくすることができる。したがって揚力変動に伴う振動をより確実に防止することができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、測定精度を低下させる原因となる、検出器の周囲の流れの状態の不所望な変化および検出器取付部の振動を、剥離点の固定および前後方向寸法の縮小化によって防止することができる。したがって検出器支持装置は、高い測定精度で測定可能に、検出器を支持することができる。
【００２９】
また本発明によれば、検出器の周囲の流れの状態が変化して検出器による検出結果が変化し、測定結果がヒステリシスを有してしまうことがない。したがって高い測定精度で測定することが可能になる。
【００３０】
また本発明によれば、大略的に流線形状であって、流線変化面部を有する外表面形状の検出器取付部を、容易に実現することができる。
【００３１】
また本発明によれば、検出器支持部に働く揚力の変動を小さく抑えるとともに、気流の状態の変化に伴う剥離点の変動を防止して、検出器取付部の振動を防止することができるようになる。したがってさらに高い測定精度で測定することが可能になる。
【００３２】
また本発明によれば、検出器支持部に働く揚力の変動を可及的に小さく抑えることによって、検出器取付部の振動をより確実に防止することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
図１は、本発明の実施の一形態の検出器支持装置２０を簡略化して示す断面図である。図２は、検出器支持装置２０を示す正面図である。図３は、検出器支持装置２０を示す斜視図である。図４は、検出器支持装置２０を備える風洞試験設備２１を示す正面図である。図１には、図２の切断面線Ｓ１−Ｓｌから見た断面を示し、内部の管路などは図示を省略する。たとえば固定翼航空機の翼などを設計するにあたって、その空力特性を把握することが重要であり、その目的で風洞試験設備２１を用いて、空力特性を求める試験が実行される。風洞試験設備２１は、検出器支持装置２０と、風洞２２と、検出装置２３とを含む。
【００３４】
風洞２２は、流体である空気を流れさせて、水平である風洞の軸線と一致する基準軸線Ｌ０と平行な基準流れの方向Ａへ流れる空気流（以下単に「気流」という）を発生させる。風洞試験設備２１は、さらにスティングなどと呼ばれる模型支持装置を備えており、風洞２２によって作り出される気流中に、模型２６を支持することができる。模型２６は、設計対象となる翼を備えた固定翼航空機と相似形の模型であり、目的に応じた姿勢で設けられる。一例を述べると、たとえば機軸が基準流れの方向Ａと平行となるように、具体的には機軸を基準軸線Ｌ０と一致させ、かつ主翼２６ａが水平である横方向に略平行に延びるように配置され、機首を基準流れの方向Ａ上流側に向けて設けられる。横方向は、基準軸線Ｌ０に対して垂直である。
【００３５】
このように模型２６を設けることによって、模型２６の基準流れの方向Ａ下流側では、模型２６を設けない状態に対して流れの状態が変化することになる。この流れの状態の変化は、翼などの空力特性に依存するので、その変化後の空気の流れの状態を測定し、空力特性を求める。具体的には、模型２６における空力特性の測定対象となる部位の流れの方向下流側に測定位置が設定され、検出装置２３を用いて、測定位置における空気の流れの状態が検出される。本実施の形態において、空気の流れの状態は、流れの方向、流速および総圧を含んでいる。
【００３６】
検出装置２３は、複数の検出器であるプローブ２７を備えている。本実施の形態では、複数の測定位置が設定され、各測定位置に各プローブ２７がそれぞれ配置される。各測定位置は、測定対象である主翼２６ａに対して基準の流れの方向Ａ下流側に、主翼２６ａの厚み方向である上下方向両側にわたる領域に、上下方向に並んで設定される。上下方向は、基準軸線Ｌ０および横方向に対して垂直である。
【００３７】
検出装置２３は、各プローブ２７と、導圧管路３０と、検出部３１と、演算部３２とを有している。各プローブ２７には、軸線方向一端部が球形状に形成される軸状の部材であり、軸線方向一端部に、開口方向が異なる複数、たとえば５つの圧力導入孔が形成されている。これらプローブ２７は、たとえば５孔球形プローブなどと呼ばれるプローブであり、軸線方向一端部を基準流れの方向Ａ上流側に向けて設けられる。
【００３８】
導圧管路３０は、各プローブ２７の各圧力導入孔に個別に接続される導圧路を有しており、各圧力導入孔から導入した圧力を検出部３１に導くことができる。検出部３１は、導圧管路３０によって導かれた圧力を検出、換言すれば圧力を表す電気信号に変換することができる。この検出部３１は、たとえばマノメータおよび圧力スキャンニング装置などによって実現される。演算部３２は、たとえばコンピュータによって実現され、検出部で検出された圧力を係数化して圧力係数を求め、この圧力係数に基づいて各測定位置における空気の流れの方向、流速および総圧を演算して求める。このようにして測定位置における流れの状態、つまりプローブ２７の周囲の流れの状態を求めることができる。
【００３９】
この検出装置２３のプローブ２７を測定位置に配置して支持するために、検出器支持装置２０が用いられる。風洞試験設備２１は、模型２６の上方に固定装置２９を備えており、この固定装置２９に検出器支持装置２０が固定される。検出器支持装置２０は、その軸線（以下「支持装置軸線」という場合がある）Ｌ２０が上下方向と平行となるように鉛直に設けられる。この検出器支持装置２０は、軸線方向一端部寄りの部分である基部３３と、軸線方向他端部寄りの部分である検出器取付部３４とを有し、基部３３が上方側に配置され、この基部３３で固定装置２９に固定され、検出器取付部３４が下方側に配置されるように垂下される状態で設けられる。また検出器支持装置２０は、芯材４０が、前後方向に分割可能なカバー材４１で覆われて構成されている。
【００４０】
基部３３は、支持装置軸線Ｌ２０に垂直な断面の形状が流線形状、具体的には略楕円形状である。したがって基部３３は、略楕円柱状である。具体的には、基部３３は、支持装置軸線Ｌ２０に垂直な断面において、長径：短径の比率が２：１である楕円形から、短径方向の両側部を、長径方向の中央部で、長径方向寸法：短径方向寸法の比率が４：１となるように、長径方向に平行な直線状に延長した形状である。この基部３３は、前記断面における長径方向が基準軸線Ｌ０と平行、したがって基準流れの方向Ａと平行となるように配置されている。
【００４１】
長径方向一端が基準流れの方向Ａ上流側に配置されて前縁３３ａとなり、長径方向他端が基準流れの方向下流側に配置されて後縁３３ｂとなる。したがってこの基部３３における長径方向が、検出器支持装置２０における前後方向であり、基部３３および検出器取付部３４における前後方向でもある。この前後方向は、基準軸線Ｌ０と平行な方向である。
【００４２】
検出器取付部３４は、基部３３の前縁３３寄りの部分から支持装置軸線Ｌ２０に沿って延出する。検出器取付部３４は、取付部本体３６と、剥離点固定部材３７とを有する。取付部本体３６は、支持装置軸線Ｌ２０に垂直な断面の形状が、流線形状である略楕円、具体的には、長径方向が前後方向と一致する略楕円から、長径方向の一部を、短径方向と平行な直線で切断して切除した形状であり、いわば釣鐘形状である。取付部本体３６は、支持装置軸線Ｌ２０に垂直な断面が支持装置軸線Ｌ２０に沿う方向に一様である。
【００４３】
この取付部本体３６の基準流れの方向Ａ上流側端が、検出器取付部３４の前縁３４ａとなり、取付部本体３６の基準流れの方向Ａ下流側端が、検出器取付部３４の後縁３４ｂとなる。支持装置軸線Ｌ２０に垂直な断面において、後縁３４ｂは、基準流れの方向Ａに対して垂直な直線であり、残余の部分は、流線形状である。
【００４４】
さらに具体的に述べると、取付部本体３６は、基部３３を、図２に仮想線３９で示すように、同一の断面形状で軸線方向に延ばした略楕円柱から、後縁側の３分の２を、支持装置軸線Ｌ２０に平行であり、かつ前記断面における短径と平行な面で切断して切除した形状である。ここで図２に仮想線３９で示す形状は、従来の技術の形状である。
【００４５】
剥離点固定部材３７は、取付部本体３６の支持装置の厚み方向両側に、それぞれ設けられる。各剥離点固定部材３７は、検出器取付部３４の前縁３４ａと後縁３４ｂとの間に設けられる。剥離点固定部材３７は、長尺の部材であり、長手方向に垂直な断面の形状がＬ字状である板状の部材である。
【００４６】
また検出器支持装置２０は、芯材が、前後方向に分割可能なカバー材で覆われて構成されている。このように構成される検出器支持装置２０の検出器取付部３４に、各プローブ２７が取り付けられている。各プローブ２７は、その軸線が検出器支持装置２０の前後方向と平行になるように配置され、圧力導入孔が形成される軸線方向一端部とは反対側の他端部で、検出器取付部３４に固定される。導圧管路３０は、詳細な図示は省略するが、プローブ２７から検出器支持装置２０内を経て固定装置２９まで延び、検出部３１に接続される。
【００４７】
図５は、検出器取付部３４を拡大して示す断面図である。図６は、剥離点固定部材３７の剥離点形成片４４を前縁側から見て模式的に示す断面図である。図７は、剥離点固定部材３７の剥離点形成片４４を支持装置軸線Ｌ２０に沿う方向から見て模式的に示す断面図である。
【００４８】
剥離点固定部材３７は、長尺の長方形平板状の剥離点形成片４４と、剥離点形成片４４の幅方向一端部に略垂直に屈曲して連なる連結片４５とを有する。このように剥離点固定部材３７は、剥離点形成片４４を有しており、連結片４５において、たとえばねじ部材によって取付部本体３６に固定され、この状態で、剥離点形成片４４が、取付部本体３６の外表面から法線方向に突出するように設けられる。
【００４９】
剥離点形成片４４は、検出器支持装置２０の軸線方向に関して、少なくともプローブ２７が設けられる範囲を含む範囲にわたって、本実施の形態では、検出器取付部３４の全長にわたって設けられる。剥離点形成片４４は、検出器支持装置２０の軸線方向に関して一様な板状であり、取付部本体３６の外表面からの突出高さＨ３７は、境界層の厚み寸法Ｔ０よりも大きい。具体的一例を述べると、境界層の厚み寸法Ｔ０は、０．１〜１ｍｍ程度であり、取付部本体３６の外表面からの突出高さＨ３７は、それよりも大きい５ｍｍである。
【００５０】
図８は、剥離点形成片４４の前後方向の位置を説明するための図である。図８（１）に示すように、本実施の形態の検出器取付部３４の形状の基礎となった基部３３と同様の形状の供試体４６を、その前後方向と空気の流れの方向Ｂとの成す角度が、従来の技術で説明したヒステリシスを生じる角度、たとえば２０度となる状態に配置して、圧力分布を図８（２）のように求める。このような圧力分布は、実測値であってもよいし、シミュレーション結果であってもよい。
【００５１】
このように求めた圧力分布において、圧力が最も小さくなる位置Ｘ１またはこの位置Ｘ１よりも前縁寄りの位置に、剥離点形成片４４が配置されるように、剥離点固定部材３７が設けられる。供試体４６の傾斜方向が逆になると、圧力分布の高低が逆転するので、反対側の表面に関しては、前記位置Ｘ１と厚み方向に対称となる位置Ｘ２またはそれよりも前縁寄りの位置に、剥離点形成片４４が配置されるように、剥離点固定部材３７が設けられる。本実施の形態では、前記各位置Ｘ１，Ｘ２に剥離点形成片４４が配置されるように、剥離点固定部材３７が設けられる。
【００５２】
図９は、検出器取付部３４を模式的に示す断面図である。図１０は、検出器支持装置２０を用いた較正試験の結果を示すグラフである。このように本実施の形態では、検出器支持装置２０は、外表面が、前縁３４ａから後縁３４ｂに向けて、大略的に流線形状であり、前縁３４ａを除く位置に、流線からずれた流線変化面部を有する検出器取付部３４を備える。流線変化面部は、剥離点形成片４４の後縁３４ｂ側の面から成る第１の流線変化面部５０と、後縁３４ｂから成る第２の流線変化面部５１とを有する。このような流線変化面部５０，５１を形成することによって、この流線変化面部に、境界層が剥離する剥離点５５を形成することができる。本実施の形態では、剥離点形成片４４によって、第１の流線変化面部５０に、剥離点５５が形成される。
【００５３】
図８を参照して説明したような位置に剥離点形成片４４が設けられて、第１の流線変化面部５０が形成されることによって、図９に示すように、検出器支持装置２０の前後方向が流体の流れの方向Ｂに対して傾斜しても剥離点５５は、第１の流線変化面部５０に形成される。したがって前後方向と流体の流れの方向Ｂとの成す角度に関わらず、第１の流線変化面部５０に剥離点５５が存在する。ここで流れの方向Ｂは、測定位置での流れの方向、つまりプローブ２７の周囲の流れの方向である。
【００５４】
従来の技術に関連して述べた手順と同様に、検出装置２３を用いて空力特性を求めるにあたっては、流れの方向Ｂ、流速および総圧が既知である状態で、たとえば模型２６を設けない状態で、流れの方向Ｂに対するプローブ２７の姿勢角βと圧力係数Ｃｐとの関係、流速と圧力係数Ｃｐとの関係および総圧と圧力係数Ｃｐとの関係を、予め較正試験によって求めておく。そして模型２６を設けた状態で、検出器支持装置２０を、前述のように軸線が鉛直方向と平行になり、前後方向が基準軸線Ｌ０と平行となるように、配置して圧力を測定して圧力係数Ｃｐを求める。そして求めた圧力係数Ｃｐから、較正試験の結果に照合することによって、プローブ２７の姿勢角βを求めて測定位置における空気の流れの方向Ｂが求められるとともに、流速および総圧が求められる。ここでプローブ２７の姿勢角βは、プローブ２７が配置される位置における流体の実際の流れの方向Ｂとプローブ２７の軸線との成す角度であり、流れの方向Ｂと検出器支持装置２０の前後方向との成す角度と一致する。
【００５５】
検出器支持装置２０では、前後方向と流れの方向Ｂとの角度に関わらず、剥離点５５が一定の位置にあるので、当然、プローブ２７の姿勢角βが同一であれば、姿勢角βが大きくなるように変化している場合か姿勢角βが小さくなるように変化している場合かに関わらず、剥離点５５は、一定の位置にある。したがって図１０に示すように、従来の技術ではヒステリシスを有していた姿勢角の範囲（破線で囲った範囲）５７においても、ヒステリシスを有することがない。もちろん較正試験においてだけではなく、模型２６を用いての測定時にも、このヒステリシスに相当する現象は生じない。したがって高い測定精度で、流体の流れの状態を測定することができ、測定対象の空力特性を求めることができる。
【００５６】
さらに前述のように剥離点５５を固定することができるので、風洞２２が完全に安定した気流を発生させることができず、風洞２２によって作り出される気流そのものの状態（流速、流れの方向など）が変化することに伴って剥離点５５が変動することを防ぐことができるので、従来の技術のように剥離点の変動に起因して生ずる検出器取付部３４の振動を未然に防ぐことができる。さらに本実施の形態の検出器支持装置２０は、検出器取付部３４の前縁３４ａと後縁３４ｂとの間の寸法、つまり前後方向寸法Ｗ３４が、基部３３の前縁３３ａと後縁３３ｂとの間の寸法、つまり前後方向寸法Ｗ３３よりも小さく形成されている。したがって検出器取付部３４は、前後方向に対して交差する方向に空気から受ける力である揚力が小さく、空気の流れの方向Ｂに対する前後方向の角度位置が変化して揚力が変化したとしても、その揚力の変動幅を小さく抑えることができる。この揚力の変動は、検出器取付部が振動する要因の１つであるが、この揚力の変動を小さく抑えることによって、検出器取付部３４の振動を防止することができるようになる。
【００５７】
たとえば一例を述べると、従来の技術の形状の検出器支持装置１では、風洞２２によって作り出される気流の流速が３０ｍ／ｓ以上になると、振動が発生したけれども、本実施の形態の検出器支持装置２０では、気流の流速が６０ｍ／ｓであっても、振動が発生しないことが確認されている。このように検出器取付部３４の振動を抑えることによって、測定位置の変動および測定結果への悪影響を防止して、さらに高い測定精度で、流体の流れの状態を測定することができ、測定対象の空力特性を高精度に求めることができる。
【００５８】
本実施の形態では、検出器支持装置２０は、基部３３で、固定装置２９に固定される片持ちばりの構造であり、強度を高くするために、基部３３は前後方向寸法を大きく、検出器取付部３４は、振動をできるだけ防止できるように、できるだけ前後方向寸法Ｗ３４が小さく決定されている。具体的には、導圧管路３０を内蔵して設けることができ、かつ強度不足による振動を生じない範囲で、可能な限り、前後方向寸法Ｗ３４が小さくなるように形成される。
【００５９】
図１１は、検出器支持装置２０を用いて測定した主翼２６ａの揚力分布を示すグラフである。図１２は、検出器支持装置２０を用いて測定した主翼２６ａの抗力分布を示すグラフである。図１１および図１２において、横軸は、測定位置ηであり、機軸を０で示し、翼端を１で示す。図１１において縦軸は、揚力係数Ｃｌ×Ｃ／ＭＡＣを示し、図１２において縦軸は、抗力係数Ｃｄ×Ｃ／ＭＡＣを示す。風洞試験設備２１では、固定装置２９が、検出器支持装置２０が固定される部材を、基準軸線Ｌ０に沿う方向、上下方向および横方向である直交３軸方向へ変位駆動できるように構成されており、これを利用して、３次元の複数の位置で測定が可能である。図１１および図１２に示されるように、検出器支持装置２０を用いて、好適に測定可能であることが確認されている。
【００６０】
このように本実施の形態の支持装置２０では、検出器取付部３４に、ヒステリシス防止デバイスと呼ぶことができる剥離点固定部材３７を設けることによって、プローブ２７および検出器取付部３４の姿勢に拘わらず、剥離点を一定位置に存在させて、測定結果にヒステリシスが現れることを防ぐことができる。また支持装置２０では、検出器取付部３４を、楕円形状の後縁側の部分を切除した釣鐘形状に形成することによって、前後方向寸法の縮小化による揚力変動の抑制を達成し、また剥離点固定部材３７が設けられないとしても、剥離点を後縁３４ｂの一定位置に配置して、検出器取付部３４の振動を防止することができる。このようにして、高精度な検出を可能にした状態で、各プローブ２７を支持することができる。
【００６１】
図１３は、本発明の実施の他の形態の検出器支持装置２０Ａを簡略化して示す断面図である。図１３に示す検出器支持装置２０Ａは、図１〜図１２を参照して説明した検出器支持装置２０と類似しており、対応する部分には同一の符号を付し、異なる構成についてだけ説明する。図１〜図１２の検出器支持装置２０では、検出器取付部３４の取付部本体３６が、基部３３と同様の楕円柱の後縁側の部分を切除した形状に形成されたけれども、図１３に示す本実施の形態では、検出器取付部３４の取付部本体３６が、基部３３をそのまま延ばした同様の楕円柱状に形成される。したがって本実施の形態では、第１の流線変化面部５０だけが形成されている。その他の構成は同様である。
【００６２】
このような本実施の形態の検出器支持装置２０Ａは、揚力を小さくすることによる振動防止効果は得られないが、その他の効果、したがって剥離点５５を固定することによる測定結果のヒステリシス防止および振動防止効果は、同様に達成することができる。
【００６３】
図１４は、本発明の実施のさらに他の形態の検出器支持装置２０Ｂを簡略化して示す断面図である。図１４に示す検出器支持装置２０Ｂは、図１〜図１２を参照して説明した検出器支持装置２０と類似しており、対応する部分には同一の符号を付し、異なる構成についてだけ説明する。図１〜図１２の検出器支持装置２０では、検出器取付部３４は、取付部本体３６に剥離点固定部材３７が固定されて構成されたけれども、図１４示す本実施の形態では、検出器取付部３４は、剥離点固定部材３７を有していない。したがって本実施の形態では、第２の流線変化面部５１だけが形成されている。その他の構成は同様である。
【００６４】
このような本実施の形態の検出器支持装置２０Ｂは、図１４に示すように、支持装置軸線Ｌ２０まわりの流れに対する角度位置を変化させる方向の違いによって、剥離点５５が変動はしないけれどもその位置は異なるので、測定結果のヒステリシス防止効果は期待できないけれども、その他の効果は、達成することができる。詳細に述べると、第２の流線変化面部５１が形成されているので、従来の技術に関連して述べたような流速の変化など風洞２２によって作り出される気流の状態の変化による剥離点５５の変動が防がれ、この剥離点の変動に起因する振動を防止することができる。また前後方向寸法Ｗ３４を小さくして、揚力変動に起因する振動を防止することができる。
【００６５】
ここで、支持装置軸線Ｌ２０まわりの角度位置の変化の方向の違いによる剥離点５５の位置の異なりは、風洞２２によって作り出される気流の状態の変化に起因するものではなく、風洞２２によって作り出される気流の状態の変化による剥離点５５の変動は、支持装置軸線Ｌ２０まわりの角度位置の変化の方向の違いに起因するものではない。言い換えるならば、「剥離点５５が異なる」とは、剥離点５５の位置が移動することを意味するものではなく、剥離点５５の位置に差異があることを意味するものであり、「剥離点が変動する」とは、剥離点５５の位置に差異があることを意味するものではなく、剥離点５５の位置が移動することを意味する。
【００６６】
図１５は、本発明の実施のさらに他の形態の剥離点形成片４４Ｃを模式的に示す断面図である。図１５に示す剥離点形成片４４Ｃは、図１〜図１３を参照して説明した検出器支持装置２０，２０Ａの剥離点形成片４４と類似しており、対応する部分には同一の符号を付し、異なる構成についてだけ説明する。図１〜図１３の剥離点形成片４４は、支持装置軸線Ｌ２０に垂直な断面の形状が長方形の板状であったけれども、図１５に示す本実施の形態では、剥離点形成片４４Ｃは、支持装置軸線Ｌ２０に垂直な断面の形状が、取付部本体３６から突出するにつれて先細状となる三角形状である。その他の構成は同様である。
【００６７】
このような本実施の形態の剥離点形成片４４Ｃは、図１〜図１３を参照して説明した検出器支持装置２０，２０Ａに、断面形状が長方形板状の剥離点形成片４４に代えて用いられる。これによって、同様の効果を達成することができる。
【００６８】
図１６は、本発明の実施のさらに他の形態の剥離点形成片４４Ｄを模式的に示す断面図である。図１６に示す剥離点形成片４４Ｄは、図１〜図１３を参照して説明した検出器支持装置２０，２０Ａの剥離点形成片４４と類似しており、対応する部分には同一の符号を付し、異なる構成についてだけ説明する。図１〜図１３の剥離点形成片４４は、支持装置軸線Ｌ２０に垂直な断面の形状が長方形の板状であったけれども、図１６に示す本実施の形態では、剥離点形成片４４Ｄは、支持装置軸線Ｌ２０に垂直な断面の形状が、長方形のブロック状に形成される。その他の構成は同様である。
【００６９】
このような本実施の形態の剥離点形成片４４Ｄは、図１〜図１３を参照して説明した検出器支持装置２０，２０Ａに、断面形状が長方形板状の剥離点形成片４４に代えて用いられる。これによって、同様の効果を達成することができる。
【００７０】
図１７は、本発明の実施のさらに他の形態の剥離点形成片４４Ｅを模式的に示す断面図である。図１７に示す剥離点形成片４４Ｅは、図１〜図１３を参照して説明した検出器支持装置２０，２０Ａの剥離点形成片４４と類似しており、対応する部分には同一の符号を付し、異なる構成についてだけ説明する。図１〜図１３の剥離点形成片４４は、支持装置軸線Ｌ２０に垂直な断面の形状が長方形の板状であったけれども、図１７に示す本実施の形態では、剥離点形成片４４Ｅは、支持装置軸線Ｌ２０に垂直な断面の形状が、逆Ｕ字状であり、先端部が半円状である大略的に長方形状に形成される。その他の構成は同様である。
【００７１】
このような本実施の形態の剥離点形成片４４Ｅは、図１〜図１３を参照して説明した検出器支持装置２０，２０Ａに、断面形状が長方形板状の剥離点形成片４４に代えて用いられる。これによって、同様の効果を達成することができる。
【００７２】
図１８は、本発明の実施のさらに他の形態の剥離点形成片４４Ｆを模式的に示す断面図である。図１８に示す剥離点形成片４４Ｆは、図１〜図１３を参照して説明した検出器支持装置２０，２０Ａの剥離点形成片４４と類似しており、対応する部分には同一の符号を付し、異なる構成についてだけ説明する。図１〜図１３の剥離点形成片４４は、支持装置軸線Ｌ２０に一様な形状に形成されたけれども、図１８に示す本実施の形態では、剥離点形成片４４Ｆは、支持装置軸線Ｌ２０に沿う方向に凹凸を有する形状である。具体的には、前縁側から見た形状が、取付部本体３６から突出するにつれて先細状となる三角形を支持装置軸線Ｌ２０に沿う方向に並べた鋸歯状の形状であり、凸部６０のピッチＰ３７は、たとえば５ｍｍである。その他の構成は同様である。
【００７３】
このような本実施の形態の剥離点形成片４４Ｆは、図１〜図１３を参照して説明した検出器支持装置２０，２０Ａに、断面形状が長方形板状の剥離点形成片４４に代えて用いられる。これによって、同様の効果を達成することができる。
【００７４】
また本発明の実施のさらに他の形態として、断面形状が図１５〜図１７に示すような形状の剥離点形成片を、図１８に示すような形状に形成してもよい。このように剥離点形成片は、流線変化面部を形成して、剥離点を形成することができれば、支持装置軸線Ｌ０に垂直な断面形状は、どのような形状であってもよいし、支持装置軸線Ｌ０に沿う方向に一様な連続して形状であってもよいし、不連続な形状であってもよい。
【００７５】
前述の各実施の形態は、本発明の例示に過ぎず、構成を変更することができる。たとえば取付部本体３６と剥離点形成部材３７とは、別体ではなく、一体に形成される構成であってもよい。また支持装置２３の構成は、前述の構成に限定されるものではなく、他の構成であってもよい。また航空機の翼以外の部分の空力特性を求めるために用いられてもよいし、またリニアモーターカーなど高速車両の空力特性を求めるために用いられてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の実施の一形態の検出器支持装置２０を簡略化して示す断面図である。
【図２】検出器支持装置２０を示す正面図である。
【図３】検出器支持装置２０を示す斜視図である。
【図４】検出器支持装置２０を備える風洞試験設備２１を示す正面図である。
【図５】検出器取付部３４を拡大して示す断面図である。
【図６】剥離点固定部材３７の剥離点形成片４４を前縁側から見て模式的に示す断面図である。
【図７】剥離点固定部材３７の剥離点形成片４４を支持装置軸線Ｌ２０に沿う方向から見て模式的に示す断面図である。
【図８】剥離点形成片４４の前後方向の位置を説明するための図である。
【図９】検出器取付部３４を模式的に示す断面図である。
【図１０】検出器支持装置２０を用いた較正試験の結果を示すグラフである。
【図１１】検出器支持装置２０を用いて測定した主翼２６ａの揚力分布を示すグラフである。
【図１２】検出器支持装置２０を用いて測定した主翼２６ａの抗力分布を示すグラフである。
【図１３】本発明の実施の他の形態の検出器支持装置２０Ａを簡略化して示す断面図である。
【図１４】本発明の実施のさらに他の形態の検出器支持装置２０Ｂを簡略化して示す断面図である。
【図１５】本発明の実施のさらに他の形態の剥離点形成片４４Ｃを支持装置軸線Ｌ２０に沿う方向から見て模式的に示す断面図である。
【図１６】本発明の実施のさらに他の形態の剥離点形成片４４Ｄを支持装置軸線Ｌ２０に沿う方向から見て模式的に示す断面図である。
【図１７】本発明の実施のさらに他の形態の剥離点形成片４４Ｅを支持装置軸線Ｌ２０に沿う方向から見て模式的に示す断面図である。
【図１８】本発明の実施のさらに他の形態の剥離点形成片４４Ｆを前縁側から見て模式的に示す断面図である。
【図１９】従来の技術の検出器支持装置１を簡略化して示す断面図である。
【図２０】検出器支持装置１を備える風洞試験設備２を示す正面図である。
【００７７】
【図２１】従来の技術の検出器支持装置１における姿勢角の変化方向による剥離点８の差異を示すための断面図である。
【図２２】従来の技術の検出器支持装置１を用いた較正試験の結果の一例を示すグラフである。
【図２３】従来の技術の検出器支持装置１を、剥離点８の変動を説明するために簡略して示す断面図である。
【図２４】従来の技術の検出器支持装置１を、揚力１５を説明するために簡略化して示す断面図である。
【符号の説明】
【００７８】
２０  検出器支持装置
２１  風洞試験設備
２３  検出装置
２６  模型
２７  プローブ
３３  基部
３３ａ  基部の前縁
３３ｂ  基部の後縁
３４  検出器取付部
３４ａ  検出器取付部の前縁
３４ｂ  検出器取付部の後縁
３６  取付部本体
３７  剥離点固定部材
５０，５１  流線変化面部
５５  剥離点
【図１】
2006017586.tif 000003
【図２】
2006017586.tif 000004
【図３】
2006017586.tif 000005
【図４】
2006017586.tif 000006
【図５】
2006017586.tif 000007
【図６】
2006017586.tif 000008
【図７】
2006017586.tif 000009
【図８】
2006017586.tif 000010
【図９】
2006017586.tif 000011
【図１０】
2006017586.tif 000012
【図１１】
2006017586.tif 000013
【図１２】
2006017586.tif 000014
【図１３】
2006017586.tif 000015
【図１４】
2006017586.tif 000016
【図１５】
2006017586.tif 000017
【図１６】
2006017586.tif 000018
【図１７】
2006017586.tif 000019
【図１８】
2006017586.tif 000020
【図１９】
2006017586.tif 000021
【図２０】
2006017586.tif 000022
【図２１】
2006017586.tif 000023
【図２２】
2006017586.tif 000024
【図２３】
2006017586.tif 000025
【図２４】
2006017586.tif 000026